3D打?。?D printing）技術(shù)又稱三維打印技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。它無(wú)需機(jī)械加工或任何模具，就能直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件，從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。燈罩、身體器官、珠寶、根據(jù)球員腳型定制的足球靴、賽車零件、固態(tài)電池以及為個(gè)人定制的手機(jī)、小提琴等都可以用該技術(shù)制造出來(lái)。

3D打印技術(shù)出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代中期，實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等方式實(shí)現(xiàn)快速成型的技術(shù)。它與普通打印機(jī)工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，與電腦連接后，通過(guò)一層又一層的多層打印方式，把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。

三維打印技術(shù)的魅力在于它不需要在工廠進(jìn)行操作，僅僅用桌面上的打印機(jī)就可以打印出小物品。而自行車車架、汽車方向盤甚至飛機(jī)零件等大物品，則需要更大的打印機(jī)和更大的放置空間。這一技術(shù)如今在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，人們用它來(lái)制造服裝、建筑模型、汽車、巧克力甜品等。

但是3D打印技術(shù)在中國(guó)并沒(méi)有非常成熟，很多公司和個(gè)人都是用主流的打印技術(shù)。

過(guò)程原理

3D打印技術(shù)每一層的打印過(guò)程分為兩步，在需要成型的區(qū)域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴(kuò)散。然后是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會(huì)迅速固化黏結(jié)，而沒(méi)有膠水的區(qū)域仍保持松散狀態(tài)。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實(shí)體模型將會(huì)被“打印”成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末還可循環(huán)利用。

3D打印技術(shù)使用膠水和粉末都是經(jīng)過(guò)處理的特殊材料，不僅對(duì)固化反應(yīng)速度有要求，對(duì)于模型強(qiáng)度以及“打印”分辨率都有直接影響。

打印精度

3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)600dpi分辨率，每層厚度只有0.01毫米，即使模型表面有文字或圖片也能夠清晰打印。由于打印精度高，打印出的模型除了可以表現(xiàn)出外形曲線上的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)以及運(yùn)動(dòng)部件也可以完全展現(xiàn)。如果用來(lái)打印機(jī)械裝配圖，齒輪、軸承、拉桿等都可以正?；顒?dòng)，而腔體、溝槽等形態(tài)特征位置準(zhǔn)確，甚至可以滿足裝配要求，打印出的實(shí)體還可通過(guò)打磨、鉆孔、電鍍等方式進(jìn)一步加工。同時(shí)粉末材料不限于砂型材料，還有彈性伸縮、高性能復(fù)合、熔模鑄造等其它材料可供選擇。

三維打印機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也在隨著技術(shù)進(jìn)步而不斷擴(kuò)展。美國(guó)科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)出了能打印皮膚、軟骨、骨頭和身體其他器官的三維“生物打印機(jī)”。人們還使用三維打印機(jī)來(lái)制造雕塑并修復(fù)雕塑，制造由塑料和聚合物制成的三維物體并打印出了食品。

三維打印技術(shù)排除了使用工具加工、機(jī)械加工和手工加工，而且改動(dòng)技術(shù)細(xì)節(jié)的效率極高。在英國(guó)，相同的技術(shù)被戈登·默里設(shè)計(jì)公司用來(lái)幫助制造前衛(wèi)的T.25型城市“生態(tài)汽車”，這款汽車已于2010年7月面世。

隸屬于歐洲宇航防務(wù)集團(tuán)（EADS）的一個(gè)科研小組正致力于利用此技術(shù)打印出飛機(jī)的整個(gè)機(jī)翼。截止2011年3月研究者已使用該技術(shù)制造出了飛機(jī)起落架的支架和其他飛機(jī)零件，其打印出的支架同一只鞋子的大小一樣。

2012年7月，在地球上進(jìn)行低重力拋物線飛行過(guò)程中，美國(guó)宇航局（NASA）測(cè)試了3D打印機(jī)。未來(lái)的宇航員幾乎可以使用3D打印機(jī)按需打印他們所需的任何物品，甚至連金屬材質(zhì)的機(jī)器零部件也不在話下。有了這種打印機(jī)，他們無(wú)需擔(dān)心發(fā)射時(shí)遺漏物資和設(shè)備。

“3D打印技術(shù)”進(jìn)入先心病治療

3D打印技術(shù)在醫(yī)療器械領(lǐng)域應(yīng)用，它可以直接生成器官結(jié)構(gòu)，打印出立體模型，醫(yī)生據(jù)此判斷、實(shí)施復(fù)雜的手術(shù)。患者的心臟手術(shù)非常復(fù)雜，醫(yī)生需要根據(jù)需要選擇適合型號(hào)的醫(yī)療器械。在術(shù)前，打印出患者的心臟模型，醫(yī)生可以對(duì)患者的心臟結(jié)構(gòu)有了更精確的判斷，研究、選擇好要放置的PDA封堵器，再加上嫻熟的技術(shù)能大大提升治療成功率,使很多原本不可能的手術(shù)成為可能。

面臨問(wèn)題

現(xiàn)在三維打印技術(shù)的精度約為0.1毫米，而且打印機(jī)本身的售價(jià)偏高，不過(guò)，隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，一臺(tái)普通三維打印機(jī)的成本有望比1985年的激光打印機(jī)還要低。

但生物三維打印機(jī)也面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中之一是其打印出的物體如何與身體其他器官尤其是大的組織更好地結(jié)合，因?yàn)槿魏未蛴〕鰜?lái)的器官或身體組織都需要同身體的血管相連，而這可能非常難實(shí)現(xiàn)。一旦克服了這個(gè)技術(shù)障礙，在未來(lái)幾十年內(nèi)，生物打印技術(shù)將成為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。

一旦物品能用數(shù)字文件來(lái)描述，它們就會(huì)變得很容易復(fù)制和傳播，當(dāng)然，盜版也會(huì)變得更加猖獗，就像音樂(lè)工業(yè)出現(xiàn)的情況一樣。當(dāng)一個(gè)新玩具的草圖或一雙鞋的設(shè)計(jì)方案在網(wǎng)上流傳時(shí)，其知識(shí)產(chǎn)權(quán)的擁有者會(huì)失去更多，因此，人們?cè)谥R(shí)產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域進(jìn)行的斗爭(zhēng)會(huì)更加激烈。并且，隨著開源軟件、新的非商業(yè)模式的出現(xiàn)，三維打印技術(shù)需要比目前更加嚴(yán)謹(jǐn)還是更加寬松的法規(guī)還有待驗(yàn)證。

3D打印機(jī)可制作槍支，安全問(wèn)題引發(fā)爭(zhēng)議,從網(wǎng)上免費(fèi)下載示意圖，然后在3D打印機(jī)上制作槍支，所有一切都只通過(guò)點(diǎn)擊按鈕完成。點(diǎn)擊打印，然后走開，幾小時(shí)后你就擁有一支槍了。這樣制作槍支不需要接受背景調(diào)查，沒(méi)有年齡限制，槍支身上也不需要刻上序列號(hào)或需要跟蹤槍支去處的銷售收據(jù)。所以3D打印技術(shù)帶來(lái)的安全問(wèn)題也是存在爭(zhēng)議的，未來(lái)如何發(fā)展，還需進(jìn)一步明確。

3D打印的電子產(chǎn)品只能看不能用。因?yàn)檫@些產(chǎn)品上不能加上電子元器件，無(wú)法為電子產(chǎn)品量產(chǎn)。3D打印即使不生產(chǎn)電子產(chǎn)品，但受材料的限制，可以生產(chǎn)的其他產(chǎn)品也很少，“即使生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，也無(wú)法量產(chǎn)，而且一摔就碎。

“3D打印的確更適合一些小規(guī)模制造，尤其是高端的定制化產(chǎn)品，比如汽車零部件制造。雖然主要材料還是塑料，但未來(lái)金屬材料肯定會(huì)被運(yùn)用到3D打印中來(lái)，”

技術(shù)分類

3DP技術(shù)：采用3DP技術(shù)的3D打印機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)噴墨打印技術(shù)，通過(guò)將液態(tài)連結(jié)體鋪放在粉末薄層上，以打印橫截面數(shù)據(jù)的方式逐層創(chuàng)建各部件，創(chuàng)建三維實(shí)體模型，采用這種技術(shù)打印成型的樣品模型與實(shí)際產(chǎn)品具有同樣的色彩，還可以將彩色分析結(jié)果直接描繪在模型上，模型樣品所傳遞的信息較大。

FDM熔融層積成型技術(shù)：FDM熔融層積成型技術(shù)是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時(shí)三維噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下，根據(jù)截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺(tái)上，快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后，機(jī)器工作臺(tái)下降一個(gè)高度（即分層厚度）再成型下一層，直至形成整個(gè)實(shí)體造型。其成型材料種類多，成型件強(qiáng)度高、精度較高，主要適用于成型小塑料件。

SLA立體平版印刷技術(shù)：SLA立體平版印刷技術(shù)以光敏樹脂為原料，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制激光按零件的各分層截面信息在液態(tài)的光敏樹脂表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，被掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化，形成零件的一個(gè)薄層。一層固化完成后，工作臺(tái)下移一個(gè)層厚的距離，然后在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂，直至得到三維實(shí)體模型。該方法成型速度快，自動(dòng)化程度高，可成形任意復(fù)雜形狀，尺寸精度高，主要應(yīng)用于復(fù)雜、高精度的精細(xì)工件快速成型。

SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)：SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)是通過(guò)預(yù)先在工作臺(tái)上鋪一層粉末材料（金屬粉末或非金屬粉末），然后讓激光在計(jì)算機(jī)控制下按照界面輪廓信息對(duì)實(shí)心部分粉末進(jìn)行燒結(jié)，然后不斷循環(huán)，層層堆積成型。該方法制造工藝簡(jiǎn)單，材料選擇范圍廣，成本較低，成型速度快，主要應(yīng)用于鑄造業(yè)直接制作快速模具。

DLP激光成型技術(shù)：DLP激光成型技術(shù)和SLA立體平版印刷技術(shù)比較相似，不過(guò)它是使用高分辨率的數(shù)字光處理器(DLP)投影儀來(lái)固化液態(tài)光聚合物，逐層的進(jìn)行光固化，由于每層固化時(shí)通過(guò)幻燈片似的片狀固化，因此速度比同類型的SLA立體平版印刷技術(shù)速度更快。該技術(shù)成型精度高，在材料屬性、細(xì)節(jié)和表面光潔度方面可匹敵注塑成型的耐用塑料部件。

UV紫外線成型技術(shù)：UV紫外線成型技術(shù)和SLA立體平版印刷技術(shù)比較相似類似，不同的是它利用UV紫外線照射液態(tài)光敏樹脂，一層一層由下而上堆棧成型，成型的過(guò)程中沒(méi)有噪音產(chǎn)生，在同類技術(shù)中成型的精度高，通常應(yīng)用于精度要求高的珠寶和手機(jī)外殼等行業(yè)。